• 제목/요약/키워드: hemicellulose

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Evaluation of Structural Carbohydrates Losses and Digestibility in Alfalfa and Orchardgrass during Ensiling 1

  • Yahaya, M.S.;Kimura, A.;Harai, J.;Nguyen, H.V.;Kawai, M.;Takahashi, J.;Matsuoka, S.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제14권12호
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    • pp.1701-1704
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    • 2001
  • The evaluation of structural carbohydrate losses and its effect on silages digestibility in alfalfa (Medicago sativa L.) and orchardgrass (Dactylis glomerata L.) was studied during 5, 21 and 56 days ensiling. About 70 and 60 kg fresh matter of the two forages were ensiled in 9 silos of 120 L capacity. The digestion trials were conducted in two phases using the two grasses in two $4{\times}4$ Latin square design according to the four treatments being the grass and the three silages. There were no differences in the DM and CP contents resulting from 5 to 56 days ensiling in both forages. The water-soluble carbohydrates (WSC), hemicelllose, pectin, and energy were slightly reduced and appeared lower in 56 days silage. The ether extract and cellulose contents slightly increased as the ensiling process advanced in the two species. Hemicellulose losses of 29 and 41 g/kg DM were obtained in alfalfa and orchardgrass, respectively, 56 days after ensiling. While the cellulose losses in both species were very little, compared to that for hemicellulose, the pectin losses, 56 days after ensiling were 15 and 12 g/kg DM in alfalfa and orchardgras respectively. The total structural carbohydrates lost (ie., hemicellulose + cellulose + pectin) in g/kg DM of fresh material forage ensiled, is about four fifths the amount lost by WSC, in alfalfa and about two thirds, in orchardgrass, by 21 days ensiling after the activity of microorganism terminated, indicating that appreciable amount was used as substrate for silage fermentation. Ensiling alfalfa and orchardgrass for 0, 5, 21 and 56 days maintained a decreasing trend of 83.8, 82.5, 79.3 and 78.9% digestibility in alfalfa and 80.5, 77.0, 77.1 and 76.4% digestibility in orchardgrass. While the digestibility of cellulose and ether extract increased in silage in both species, the digestible energy values in silage were reduced from 2.6 to 2.3 and 2.9 to 2.7 Mcal/kg DM respectively in alfalfa and orchard during 5-56 days ensiling.

Effect of Feeding Urea and Acetic Acid Treated Wheat Straw on the Digestibility of Nutrients in Adult Male Murrah Buffaloes (Bubalus bubalis)

  • Mehra, Usha R.;Dass, R.S.;Verma, A.K.;Sahu, D.S.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제14권12호
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    • pp.1690-1695
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    • 2001
  • Wheat straw was treated on laboratory scale with 4% urea at a moisture level of 50% along with different amounts of acetic acid (AA) to fix various levels of ammonia nitrogen (15, 30, 45 and 60%) evolved from urea and stored for 4 weeks. Chemical composition of the treated samples revealed a significant (p<0.01) increase in N content of the samples where AA was added. The N content of the ammoniated straw was only 1.21% which increased to 2.58 with the addition of AA to trap 30% $NH_3-N$. The concentration of free $NH_3-N$ in the straw was significantly (p<0.01) less when more than 15% $NH_3-N$ was trapped with AA. There was significant increase (p<0.01) in N disappearance and depression in NDF and hemicellulose disappearance, when AA was used to trap 30% $NH_3-N$. Large scale treatment of wheat straw with 4% urea at a moisture level of 50% along with AA (to trap 30% $NH_3-N$) increased the N content, but not as much as in laboratory scale treatment. In vivo experiment conducted on nine adult male buffaloes divided into three groups revealed no difference in the intake of DM, OM, NDF, ADF, cellulose and hemicellulose among group I (ammoniated straw), group II (AA treated ammoniated straw) and group III (AA treated ammoniated straw +1 kg barley grain), but the intake was significantly (p<0.05) more in groups where AA treated straw was fed as compared to only ammoniated straw fed group. However EE digestibility was depressed in group II. The digestibility of cellulose and hemicellulose both depressed significantly (p<0.05) in group II and III as compared to group I. Animals in all the 3 groups showed positive nitrogen balance and it was significantly more in group II and III as compared to group I. DCP intake was significantly (p<0.05) more in group II and III as compared to group I, but there was no significant difference among the three groups in TDN intake. It can be concluded that AA (to trap 30% $NH_3-N$) is effective in capturing the excess ammonia released during urea ammoniation of straw and improving its nutritive value, as well as animal performance.

암모니아 재순환 침출공정을 이용한 볏짚의 전처리 (Pretreatment of Rice Straw by Using Ammonia Recycled Percolation Process)

  • 강춘형
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권1호
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    • pp.89-95
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    • 2009
  • 볏짚은 섬유소와 헤미셀루로우스의 함유량이 높아, 바이오에탄올 생산을 위한 잠재적 가치가 매우 높은 목질계 바이오매스 원료이다. 본 연구에서는 볏짚으로부터 바이오 에탄올 생산하기 위한 전처리 공정으로써 암모니아 재순환 침출 공정을 적용하였다. 특히 생성된 고형물의 조성과 효소 가수분해도에 전처리 공정의 온도와 반응시간 그리고 암모니아의 농도가 미치는 영향을 조사하였다. 실험을 행한 전처리 공정의 온도, 반응시간, 그리고 암모니아의 범위는 차례로 $150{\sim}190^{\circ}C$, 10~90 min 그리고 0~20 wt%이다. 전처리 공정을 통하여 약 84%의 리그닌과 20~80%의 헤미셀루로우스가 용해되었다. 또, 15 wt%의 암모니아 수용액을 이용하여 $170^{\circ}C$에서 90 min 동안 전처리한 고형 잔재물의 경우 15 FPU/g of glucan의 셀루라제 효소를 첨가하여 약 90%의 효소 가수분해도를 얻을 수 있었다. 셀루라제와 자일란나아제를 함께 사용하면 가수분해도가 현저하게 향상되였으며, 이는 헤미셀루로우스가 가수분해 과정에서 중요한 방해제 역할을 하고 있음을 보여주는 것이다. $150^{\circ}C$에서 20 min 동안 15%의 암모니아수로 전처리된 시료를 이용한 동시당화발효 실험과 동시당화공동발효 실험에서는 각각 13.8 g/L(초기 glucan을 기준으로 81%)와 15.2 g/L(초기 glucan과 xylan의 합을 기준으로 89%)의 에탄올이 생성되었다.

혼합 하드우드 칩으로부터 녹액(Green Liqour)선-펄핑추출 공정에 관한 연구 (A Comparative Study on Green Liquor Pre-Pulping Extraction of Mixed Hardwood Chips)

  • 엄병환
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권5호
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    • pp.561-567
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    • 2013
  • 본 연구에서는 바이오연료 생산을 위한 헤미셀룰로오스의 회수 목적으로 혼합 하드우드 칩을 크라프트(kraft) 펄핑공정 전에 녹액(green liquor)으로 선-펄핑추출(pre-pulping extraction) 하였다. 본 실험에 사용된 녹액은 황화나트륨과 탄산나트륨이 주요 성분이며, 이 녹액에 목재 건조 질량당 0, 1, 3, 5%의 알칼리($Na_2O$)를 각각 충진하였다. 가혹 조건에 따른 선-펄핑추출액의 구성 성분을 알아보기 위해 추출은 반응시간은 1~2 h로 달리하면서 $160^{\circ}C$ 조건에서 실험을 수행하였다. 선-펄핑추출공정은 헤미셀룰로오스 추출시간과 녹액 주입 정도의 가혹도(severity)에 따라서 하향류 공정(downstream process)에서 활용 가능한 아세트산(acetic acid)과 단당류 농도, 그리고 유기산과 퓨란(furan)과 같은 분해 생성물의 축적 정도가 변한다. 본 연구 결과에서는 알칼리 주입 양이 증가할수록 헤미셀룰로오스에 존재하는 아세테이트(acetate)의 곁사슬과 용해성 및 리그닌의 양은 증가하지만, 추출액에서 탄수화물과 당류는 상당히 감소하였다. 특히 고온수(hot water)로 추출(알칼리 주입 0%)하는 경우 29.80 g/L 이상의 가장 많은 양의 탄수화물이 추출되었으나, 펄프 수율은 가장 많이 감소하였다. 또한 3% 녹액의 추출은 펄프 수율은 증가하였으나 당은 7.08 g/L로 많은 양이 감소하였다. 이 논문에서 얻어진 데이터를 통해 크라프트 펄핑공정에 추출공정 통합을 위한 헤미셀룰로오스 추출 조건을 최적화할 수 있을 것이다.

Petroleomic Characterization of Bio-Oil Aging using Fourier-Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry

  • Smith, Erica A.;Thompson, Christopher;Lee, Young Jin
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권3호
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    • pp.811-814
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    • 2014
  • Bio-oil instability, or aging, is a significant problem for the long-term storage of fast pyrolysis oils. We investigated bio-oil aging at the molecular level using Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. Petroleomic analysis suggests that bio-oil aging is resulted from the oligomerization of phenolic lignin products whereas 'sugaric' cellulose/hemicellulose products have negligible effect.

경운과 무경운 조건에서 벼 건답휴립직파재배의 질소시비량 (Nitrogen level in tillage and no-tillage systems in Direct-seeded rice)

  • 이석순;홍승범;백준호
    • 한국작물학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.160-165
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    • 1991
  • 경운과 무경운 조건에서 수도를 건답휴립직파 재배할 때 질소시비량이 수도의 생육과 수량성에 미치는 영향을 알기 위하여 직파재배용으로 육성중인 밀양 9005의 건조종자를 6kg/10a 수준으로 1990년 5월 17일에 산파하고, 맥류휴립광산파기로 복토하였다. 경운과 무경운에서 각각 질소를 10, 15, 20, 25kg/10a 수준으로 시용하였으며, 시험결과를 요약하면 다음과 같다. 입묘수와 최고분얼수는 경운에서 무경운보다 더 높은 경향이고, 출수기는 경운에서 2일 늦었으나 현미수량, 수량구성요소, 도복관련형질, 질소흡수량 등은 경운과 무경운간에 차이가 없었다. 질소시비량이 증가할수록 수수의 증가로 현미수량이 증가하였으나, 일수영화수와 등숙율은 차이가 없었으며, 천립중은 질소시비량이 증가할수록 약간 감소하였다. 질소시비량이 증가할수록 지상부길이와 bending moment는 커지고, 좌절중과 간기중이 감소하여 도복지수는 증가하였으나 포장에서 도복은 발생하지 않았다. 간기의 cellulose, hemicellulose, lignin함량은 질소시비량간에 차이가 없었다. 질소시비량이 증가할수록 질소함유율과 흡수량이 증가하였다.

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벼의 생육시기가 한우 반추위 소화율과 사료가치에 미치는 영향 (Studies on In-Situ Digestibility and Feed Value of Rice as Influenced by Ripening Stage)

  • 이성철
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.345-350
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    • 1998
  • 본 시험은 우리나라의 조사료자원 확대 방안을 모색하는 노력의 일환으로 대부분의 축산농가에서 조사료원으로 이용하고 있는 볏짚의 생육기별에 따른 사료가치를 구명하기 위하여 1998년 4월부터 동년 11월까지 우석대학교 부속 시험포장에서 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 볏짚의 생육기별 섬유소와 조회분 함량은 벼의 생육이 진행됨에 따라 증가하였으며, 조단백질과 조회분 함량은 감소하였다. NDF 함량은 큰 변화가 없었다. 황숙기 이후 hemicellulose 함량은 크게 감소하였고, cellulose 및 lignin 함량은 증가하였다. 2. 볏짚의 성숙기별 NDF의 반추위 분해율은 출수기때 가장 빨랐고, 유숙기부터는 비슷한 경향을 보였다. ADF의 반추위 분해율은 성숙기별에 따라 큰 변화를 나타내지 않았다. 따라서 볏짚의 성숙에 따른 화학적 조성분의 변화와 반추위 분해율을 종합해 볼 때, 출수기까지의 볏짚은 아직 목질화가 완성되지 않아 섬유질의 반추위 분해속도도 빨랐고, 그 이후의 볏짚은 사료적 가치가 급속히 낮아진다고 할 수 있다.

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음식물쓰레기 퇴비와 무기태 질소 시용이 오차드그라스의 사료가치와 양분수량에 미치는 영향 (Effects of Food Waste Compost and Mineral Nitrogen Application Level on Nutritive Value and Nutrient Yields of Orchardgrass (Dactylis giomerata L.))

  • 조익환;이주삼;전하준;이주희;김민
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.169-176
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    • 2000
  • This experiment was carried out to investigate the effects of application levels of food waste compost andmineral nitrogen in 3 cuttings per annurn on the nutritive value and nutrient yields of orchardgrass (Dactylisglomerata L.). Annual food waste compost (FWC) and mineral nitrogen were applied at levels of 0, 10, 20,40 and 60 ton ha-', and 0, 90, 180 and 270 kg ha-', respectively. The contents of crude protein (CP, %) oforchardgrass were significantly higher at the application levels of 40 ton ha-' yr-' by FWC than those atapplication levels of 0 ton ha-' yr-' (p<0.05), the contents of neutral detergent fiber (NDF, %), acid detergentfiber (ADF, %) and hemicellulose were also higher in FWC applied plots, except for the FWC levels of 10and 60 ton ha-' yr-'. The contents of total digestible nutrient (TDN, %) and relative feed value (RFV) oforchardgrass were significantly higher at FWC levels of 10 and 60 ton ha-' yr-' than at levels of 0 ton ha"yr-'. Annual yields of CP and TDN were increased with increase the FWC levels. The highest contents ofCP of orchardgrass were obtained at 1st cut, NDF and ADF at 2nd cut. As the mineral nitrogen fertilizationwas increased, the contents of CP, NDF, ADF and hemicellulose of orchardgrass were significantly increased,but TDN and RFV were decreased. .Annual yields of CP and TDN of orchardgrass were significantlyincreased with increase the mineral nitrogen fertilization.(Key words : Food waste compost, Mineral nitrogen, Crude protein, Neutral detergent fiber, Acid detergentfiber)rgent fiber, Acid detergent fiber)

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조리에 따른 Dietary Fiber 성분과 조직감의 변화에 관한 연구 (The effect of cooking methods on dietary fiber composition and texture of root vegetables)

  • 계수경
    • 한국관광식음료학회지:관광식음료경영연구
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    • 제11권
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    • pp.107-120
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    • 2000
  • 무, 당근 및 감자를 대상으로 조리방법 (boiling, pressure cooking, microwave cooking)에 따른 dietary fiber 성분, 수분함량 및 조직감의 변화에 대하여 조사하였으며 조직감에 영향을 미치는 성분에 대해 연구해보았다. 시료내에 존재하는 pectin의 함량은 조리시 원료시료에 비해 현저하게 감소하였으며, microwave cooking>pressure cooking>boiling의 순서로 점차 감소하였다(P<0.05). ADF, NDF 및 Cellulose, Hemicellulose, Lignin은 boiling과 pressure cooking의 경우에는 원료시료에 비해 모든 성분이 증가현상을 나타내었으며, microwave cooking의 경우에는 감소하였다(P<0.01). Hemicellulose와 lignin은 조리에 의한 영향을 거의 받지 않는 것으로 나타났으며, cellulose는 조리 방법에 따라 상당한 영향을 받는 것으로 나타났다. 조리방법에 따른 수분함량의 변화는, boiling시에는 원료시료에 비해 현저한 증가를 보였으며, pressure cooking의 경우에는 조금 감소하였으나 뚜렷한 차이가 없었고, microwave cooking시에는 현저한 감소현상을 나타내었다(P<0.001). 조리 방법에 따른 조직감의 변화는 침투시험시에는 maximum force가 raw>microwave cooking>pressure cooking>boiling의 순서로 점차 감소하였으며, 절단 시험시에는 maximum force가 microwave cooking>pressure cooking>raw>boiling의 순서로 점차 감소하였다. 관능검사 결과, 견고성은 원료시료가 가장 컸으며, microwave cooking>pressure cooking>boiling한 시료의 순서로 점차 감소하였고 씹힘성은 microwave cooking방법으로 조리한 시료가 가장 컸으며, pressure cooking>raw>boiling의 순서로 점차 감소하였다. 기계적 측정 결과와 관능검사 결과를 연관시킨 결과, 높은 연관성이 있었다. 이러한 결과로부터 조리시 시료의 견고성은 pectin의 함량과 밀접한 관계가 있어서, 즉 pectin의 함량이 증가함에 따라 견고성이 증가되는 것을 알 수 있었고, 씹힘성은 수분함량과 밀접한 관련이 있어서, 즉 수분함량이 감소함에 따라 씹힘성이 증가되는 것을 알 수 있다. 이상과 같은 결과들은 무, 당근 및 감자에 있어서 모두 같은 경향을 나타내었다.